I fisici dell’Università Harvard hanno scoperto che usando nanotubi di carbonio,attraversati da alti voltaggi elettrici, si possono causare dei particolari effetti sui atomi freddi vicini. Più precisamente questi cominciano a cadere a spirale verso il tubo, subendo una drammatica accelerazione prima di disintegrarsi violentemente. I loro esperimenti, i primi a dimostrare qualcosa simile ad un buco nero su scala atomica, sono descritti nella ricerca da loro pubblicata sul Physical Review Letters.

“Su scala nanometrica,creiamo un inesorabile e distruttiva attrazione simile a quella che i buchi neri esercitano sulla materia su scala cosmica,” spiega Lene Vestergaard Hau,professore di fisica alla Harvard. ” Importantissimo per gli scienziati di tutto il mondo è che questa è la prima fusione tra gli atomi freddi e la scienza a scala nanometrica, e apre cosi una grande porta su una nuova generazione di esperimenti su scala atomica e la creazione di dispositivi su scala nanometrica.”

Hau insieme ai suoi co-autori Anne Goodsell, Trygve Ristroph, e Jene A. Golovchenko, hanno raffredato con del laser nubi di milioni di atomi di Rubidio fino ad una temperatura di solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto. I fisici poi hanno lanciato questa nube di atomi lunga 1mm verso un nanotubo di carbonio, che si trovava circa a 2 cm di distanza ed era caricato con centinaia di volt di energia.

La vasta maggiorità dei atomi sono passati oltre il nanotubo, ma quelli che sono arrivati a entro 1 micron di distanza, circa 10 atomi ogni milione, venivano inspiegabilmente attratti arrivando a altissime velocità e cadendo a spirale verso il nanotubo.
“Da un inizio di circa 5 metri al secondo, gli atomi freddi sono arrivati a velocità di ben 1.200 metri al secondo, mentre cadevano a spirale verso il nanotubo”, spiega Goodsell, un ex studente laureato alla Harvard e che ora sta facendo il dottorato in ricerca su fisica proprio in questo team. “Per via di questa tremenda accelerazione, la temperatura corrispondente all’energia cinetica dei atomi è cresciuta da -273.05°C a migliaia di gradi in meno di un microsecondo.”
A questo punto, gli atomi in accelerazione si sono separati in un elettrone e un ione che ruotavano in parallelo intorno al nanotubo, completando un orbita in un trilionesimo di un secondo. L’elettrone eventualmente viene risucchiato dentro il nanotubo per via del tunneling quantistico, causando cosi la fuga del suo compagno ione, respinto dalla potentissima carica di 300 volt, ad una velocità di circa 26 km al secondo.

L’intero esperimento è stato condotto con estrema precisione,permettendo ai scienziati di avere un accesso senza precedenti ai processi sia legati ai atomi freddi sia al comportamento atomico su scala nanometrica.
“Sia la scienza dei atomi freddi, sia i studi su scala nanometrica, hanno creato nuovissimi sistemi per studiare e creare nuove applicazioni grazie a queste nuove scoperte.” spiega Golovchenko, professore di fisica e fisica applicata a Harvard.”Questa è la prima realizzazione sperimentale di un sistema combinato tra atomi freddi e nanostrutture. Il nostro sistema dimostra molte cose finora sconosciute a livello di comportamento di atomi,elettroni, e ioni su scala nanometrica.
Il nanotubo di carbonio a parete singola, usato in queste ricerche, è stato soprannominato “Lucy”, ed i suoi contributi sono descritti e riconosciuti nella ricerca pubblicata sul “Physical Review Letters”. Il nanotubo è stato prodotto con il sistema di deposito di vapore chimico lungo un buco di 10 micron in un chip di silicio che fornisce cosi al nanotubo sia un supporto meccanico che un contatto elettrico.

“Dal punto di vista del atomo, il nanotubo è infinitamente lungo e sottile, creando cosi un effetto singolare sul atomo”spiega Hau.
Questa ricerca è finanziata dal Air Force Office of Scientific Research insieme alla National Science Foundation.

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-04/hu-caa040610.php

http://www.harvardscience.harvard.edu/e ... black-hole

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... /#more-585